CN201984492U - 三接口智能卡读写器 - Google Patents

Abstract

一种射频识别技术领域的三接口智能卡读写器，包括：主控板、USB接口、射频识别读取器、接触式卡槽和含低频天线的接口板，USB接口和接触式卡槽分别焊接在接口板上且USB接口的信号端与接触式卡槽的信号端均与接口板的输出端相连接，射频识别读取器和接口板相互固定连接且射频识别读取器的输入端与接口板的输出端相连接，主控板的输出端与接口板的输入端相连接。本实用新型能够适用于传统SIM卡、2.45GHz的RFID-SIM卡以及13.56MHz非接触卡三种不同规范的存储设备。

Description

三接口智能卡读写器

技术领域

本实用新型涉及的是一种射频识别技术领域的装置，具体是一种三接口智能卡读写器。

背景技术

基于射频识别技术的智能卡具有非接触支付的特点，被越来越多的消费者使用，中国移动推出的RFID-SIM智能卡顺应了这种需求。同时为了更好的推动中国手机支付在全国的普遍应用，中国移动集团确定在手机支付领域内，2.45GHz和13.56MHz并重，支持移动省公司对各类近场支付方案以及业务的试商用以及商业模式的摸索。同时中国联通，中国电信以及中国银联对于13.56MHz频率的选择，也加速手机支付近场应用在国内的普及。而一般的读卡器无法兼容这三种接口。

经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN2430735，公开日2001.05.16，记载了一种“双界面智能卡读写器”，该技术由单片机、IC卡卡座、调制解调器、指示电路、天线。单片机分别与IC卡座的数据脚和复位脚、调制解调器的数据地址口、读端、写端、地址锁存端连接，调制解调器的模拟信号输出端和模拟信号输入端经天线驱动反馈电路接天线，指示电路的输入接单片机。但是该技术仅提供了两种接口的连接。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提供一种三接口智能卡读写器，能够适用于传统SIM卡、2.45GHz的RFID-SIM卡以及13.56MHz非接触卡三种不同规范的存储设备。

本实用新型是通过以下技术方案实现的，本实用新型包括：主控板、USB接口、射频识别读取器、接触式卡槽和含低频天线的接口板，其中：USB接口和接触式卡槽分别焊接在接口板上且USB接口的信号端与接触式卡槽的信号端均与接口板的输出端相连接，射频识别读取器和接口板相互固定连接且射频识别读取器的输入端与接口板的输出端相连接，主控板的输出端与接口板的输入端相连接。

所述的射频识别读取器的频率为2.45GHz。

所述的低频天线的频率为13.56MHz。

所述的主控板包括：微处理器、USB转接插座、接触式卡槽接口、低频天线接口、电压调整器、接触式智能卡接口芯片、射频识别芯片和射频识别读取器接口，其中：USB转接插座电源输出端与电压调整器输入端及射频识别读取器接口电源端连接，电压调整器的输出端分别与接触式智能卡接口芯片、射频识别芯片及微处理器的电源端相连接，接触式智能卡接口芯片的通讯端、射频识别读取器接口的通讯端、射频识别芯片的通讯端和USB转接插座的通讯端均与微处理器单元的信号端相连接，接触式智能卡接口芯片中的SIM卡端与接触式卡槽接口相连接，低频天线接口的输入端和输出端分别与微处理器的通讯端以及接口板相连接。

所述的低频天线接口的频率为13.56MHz。

所述的射频识别读取器接口通过异步串行方式通讯。

所述的微处理器的通讯端上设有发光二极管，用于指示智能卡读写器与接触式智能卡、2.45GHz RFID智能卡及13.56MHz射频卡的通讯状态。

本装置通过以下方式进行工作：

当接触式智能卡插入接触式卡槽后，可通过接触式智能卡接口芯片建立的通道间接实现微处理器和接触式智能卡之间数据通讯；

当2.45GHz RFID智能卡进入射频识别读取器天线所发射的磁场范围内，在射频识别读取器接收到微处理器通过射频识别读取器通讯口发送的命令后，射频识别读取器解析命令，然后通过自己的天线(2.45GHz频段的磁场)和2.45GHz RFID智能卡通讯，同时把通讯信息通过2.45GHz RFID读取器和微处理器之间的串行通讯口反馈给微处理器，从而间接实现微处理器和2.45GHz RFID智能卡之间数据交互；

当13.56MHz射频卡进入13.56MHz射频天线所发射的磁场范围内，在射频识别芯片收到微处理器发送的命令后，射频芯片解析命令，然后通过自己的天线(13.56MHz频段的磁场)和13.56MHz射频卡通讯，同时反馈数据给微处理器，从而实现微处理器和13.56MHz射频卡之间的数据交互。

本实用新型的能够对传统SIM卡，2.45GHz RFID-SIM卡和13.56MHz射频卡进行读写。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为接口板5上低频天线及接口板上所包含的接口位置布局图。

图3为接口板5和射频识别读取器3连接示意图。

图4为主控板1上所包含的接口位置布局图。

图5为接口板5和射频读取器3、主控板1连接示意图。

图6为主控板1上主要器件连接示意图。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

如图1所示，本实施例包括：主控板1、USB接口2、射频识别读取器3、接触式卡槽4和含低频天线的接口板5，其中：USB接口2和接触式卡槽4分别焊接在接口板5上且USB接口2的信号端与接触式卡槽4的信号端均与接口板5的输出端相连接，射频识别读取器3和接口板5相互固定连接且射频识别读取器3的输入端与接口板5的输出端相连接，主控板1的输出端与接口板5的输入端相连接。

所述的射频识别读取器3的频率为2.45GHz。

所述的低频天线的频率为13.56MHz。

所述的主控板1包括：微处理器6、USB转接插座7、接触式卡槽接口8、低频天线接口9、电压调整器10、接触式智能卡接口芯片11、射频识别芯片12和射频识别读取器接口13，其中：USB转接插座7电源输出端与电压调整器10输入端及射频识别读取器接口13电源端连接，电压调整器10的输出端分别与接触式智能卡接口芯片11、射频识别芯片12及微处理器6的电源端相连接，接触式智能卡接口芯片11的通讯端、射频识别读取器接口13的通讯端、射频识别芯片12的通讯端和USB转接插座7的通讯端均与微处理器6单元的信号端相连接，接触式智能卡接口芯片11中的SIM卡端与接触式卡槽接口8相连接，低频天线接口9的输入端和输出端分别与微处理器6的通讯端以及接口板5相连接。

所述的低频天线接口9的频率为13.56MHz。

所述的射频识别读取器接口13通过异步串行方式通讯。

所述的微处理器6的通讯端上设有发光二极管14，用于指示智能卡读写器与接触式智能卡、2.45GHz RFID智能卡及13.56MHz射频卡的通讯状态。

如图2所示接口板5上包括低频天线、USB接口2、接触式卡槽4、低频天线接口9，射频读取器接口13，射频读取器3焊接座，USB转接插座7，接触式卡槽接口8，其中USB接口2、接触式卡槽4直接焊接在接口板5上。

所述的低频天线、低频天线接口9的频率为13.56MHz。

所述的射频识别读取器接口13通过异步串行方式通讯。

如图3所示，读取器3通过四根金属插针和接口板5焊接，上下固定。

如图4所示，主控板1上所包含的接口分别为低频天线接口9、射频读取器接口13、USB转接插座7和接触式卡槽接口8。

所述的低频天线接口9的频率为13.56MHz。

所述的射频识别读取器接口13通过异步串行方式通讯。

如图5所示，读取器3通过四根金属插针和接口板5焊接，上下相互固定；主控板1和接口板5通过长金属插针把两者所对应接口焊接上下相互固定；其中读取器3夹在接口板5和主控板1中间。

如图6所示，主控板1上的主要器件包括：微处理器6、USB转接插座7、接触式卡槽接口8、低频天线接口9、电压调整器10、接触式智能卡接口芯片11、射频识别芯片12和射频识别读取器接口13，其中：USB转接插座7电源输出端与电压调整器10输入端及射频识别读取器接口13电源端连接，电压调整器10的输出端分别与接触式智能卡接口芯片11、射频识别芯片12及微处理器6的电源端相连接，接触式智能卡接口芯片11的通讯端、射频识别读取器接口13的通讯端、射频识别芯片12的通讯端和USB转接插座7的通讯端均与微处理器6单元的信号端相连接，接触式智能卡接口芯片11中的SIM卡端与接触式卡槽接口8相连接，低频天线接口9的输入端和输出端分别与微处理器6的通讯端以及接口板5相连接。

所述的低频天线接口9的频率为13.56MHz。

所述的射频识别读取器接口13通过异步串行方式通讯。

所述的微处理器6的通讯端上设有发光二极管14，用于指示智能卡读写器与接触式智能卡、2.45GHz RFID智能卡及13.56MHz射频卡的通讯状态。

本实施例中的组件具体如下：

所述的微处理器6的USB D+和USB D-引脚依次与USB转接插座7的D+和D-相连接，用于完成USB数据通讯。VCC ONOFF引脚与接触式智能卡接口芯片11的CMDVCC引脚相连接，用于开启或关闭接触式智能卡接口芯片11对接触式智能卡的供电。VCC_3V5V引脚与接触式智能卡接口芯片11的5V3V引脚相连接，用于选择接触式智能卡接口芯片11对接触式智能卡提供3V电源还是5V电源。Detect引脚与接触式智能卡接口芯片11的OFF引脚相连接，用于检测接触式智能卡是否插入卡槽。RST、IO、CLK引脚依次与接触式智能卡接口芯片11的RSTIN、IOUC、XTAL1引脚相连接，用于完成与接触式智能卡的通讯。RF_RSTPD、RF_CS、RF_WR、RF_RD、RF_ALE、INT0和RF_AD0～AD7，依次与射频识别芯片12的RSTPD、CS、WR、RD、ALE、IRQ和D0～D7相连接。

所述的接触式智能卡接口芯片11的CVCC、CRST、CCLK、CIO、CGND和PRES引脚依次与接触式卡槽接口8的VCC、RST、CLK、IO、GND和Signal+引脚相连接，建立起完整的微处理器6到接触式卡槽的通道。

所述的电压调整器10具体通过AMS1117-3.3实现。AMS1117-3.3的输入电压为4.8～12V，输出电压为3.24～3.36V，最大输出电流为800mA。

所述的微处理器6具体通过STM32F103实现。STM32F103为2.0～3.6V供电，最高执行速度可达72MIPS，GPIO的最大输出电流可以达到20mA。

所述的接触式智能卡接口芯片11具体通过TDA8024实现。TDA8024可以为智能卡提供3V或者5V电源，内部集成26MHz时钟，提供接触式卡片触点的温度保护、短路保护和ESD保护，集成了卡片插入信号的去抖动功能。

所述的射频识别芯片12具体通过MFRC531实现。MFRC531可以支持ISO14443A、B协议，最高支持848kbps的通讯速率。

所述的射频识别读取器接口13具体通过微处理器单元6的一个UART接口实现。

所述的发光二极管14共三个，分别为一个红色一个绿色一个蓝色，其正向工作电压为1.5～2.1V，正向工作电流为5～20mA。

所述的发光二极管14的正极和负极分别与330欧姆的电阻R以及接地端相连接，电阻R的另一端与微处理器6相连接。

本装置的接触式卡片协议支持T＝0/T＝1协议，2.45G接口通讯协议遵循国民技术的读头协议，13.56MHz非接触通讯协议遵循ISO14443协议，USB接口协议遵循USB2.0协议和CCID协议。

本装置的最大特点在于：能够对传统SIM卡，2.45G RFID-SIM卡和13.56M非接触卡进行读写。

Claims (7)

1.一种三接口智能卡读写器，其特征在于，包括：主控板、USB接口、射频识别读取器、接触式卡槽和含低频天线的接口板，其中：USB接口和接触式卡槽分别焊接在接口板上且USB接口的信号端与接触式卡槽的信号端均与接口板的输出端相连接，射频识别读取器和接口板相互固定连接且射频识别读取器的输入端与接口板的输出端相连接，主控板的输出端与接口板的输入端相连接。

2.根据权利要求1所述的三接口智能卡读写器，其特征是，所述的射频识别读取器的频率为2.45GHz。

3.根据权利要求1所述的三接口智能卡读写器，其特征是，所述的低频天线的频率为13.56MHz。

4.根据权利要求1所述的三接口智能卡读写器，其特征是，所述的主控板包括：微处理器、USB转接插座、接触式卡槽接口、低频天线接口、电压调整器、接触式智能卡接口芯片、射频识别芯片和射频识别读取器接口，其中：USB转接插座电源输出端与电压调整器输入端及射频识别读取器接口电源端连接，电压调整器的输出端分别与接触式智能卡接口芯片、射频识别芯片及微处理器的电源端相连接，接触式智能卡接口芯片的通讯端、射频识别读取器接口的通讯端、射频识别芯片的通讯端和USB转接插座的通讯端均与微处理器单元的信号端相连接，接触式智能卡接口芯片中的SIM卡端与接触式卡槽接口相连接，低频天线接口的输入端和输出端分别与微处理器的通讯端以及接口板相连接。

5.根据权利要求4所述的三接口智能卡读写器，其特征是，所述的低频天线接口的频率为13.56MHz。

6.根据权利要求4所述的三接口智能卡读写器，其特征是，所述的射频识别读取器接口的频率为2.45GHz。

7.根据权利要求4所述的三接口智能卡读写器，其特征是，所述的微处理器的通讯端上设有发光二极管。

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